Часто задаваемые вопросы о георадаре
Закрыть X
Nav меню
 

Часто задаваемые вопросы о георадаре

Найдите ответы на часто задаваемые вопросы о наземном радиолокаторе.

Что такое георадар?

Наземный радар проникающего действия (GPR) - это общий термин, применяемый к методам, в которых используются радиоволны, обычно в диапазоне частот от 1 до 1000 МГц, для картирования структур и объектов, скрытых в земле (или в искусственных сооружениях). Исторически георадар был в первую очередь ориентирован на картографирование структур на земле; в последнее время георадар стал использоваться для неразрушающего контроля неметаллических конструкций.

Концепция применения радиоволн для исследования внутренней структуры земли не нова. Без сомнения, наиболее успешной ранней работой в этой области было использование радиоэхолотов для картирования толщины ледяных щитов в Арктике и Антарктике и измерения толщины ледников. Работа с георадаром в безледных условиях началась в начале 1970-х годов. Ранние работы были сосредоточены на внесении в почву вечной мерзлоты.

Применение георадара ограничено только воображением и наличием подходящего оборудования. В наши дни георадар используется во многих различных областях, включая обнаружение подземных коммуникаций, оценку шахтных площадок, судебно-медицинские исследования, археологические раскопки, поиск заглубленных наземных мин и неразорвавшихся боеприпасов, а также измерение толщины и качества снега и льда для управления горнолыжными склонами и прогнозирования лавин назвать несколько.

Как это работает?

  1. Излучает слабые радиочастотные сигналы
  2. Обнаруживает отправленные эхо и использует их для построения изображения
  3. Отображает задержку и силу сигнала

Георадар - это как эхолот и эхолот

Эхолот

  1. Искатель отправляет пинг
  2. Сигнал рассеивается от рыбы
  3. Сигнал рассеивается снизу

Эхолот-рекордер

  1. Когда лодка движется, она собирает записи
  2. Записи отображаются рядом
  3. Результат выглядит как поперечное сечение

Георадарные глубины

Георадар-разведка-глубины

Глубина исследования зависит от участка

  • почвы поглощают радиоволны
  • песок и гравий благоприятны для георадара
  • мелкозернистые почвы, такие как ил и глина, поглощают сигналы
  • соленая вода полностью непрозрачна

Что такого сложного в георадарах?

Комплекс-земля

  1. Земля сложнее
  2. Искусственные сооружения сложны
  3. Некоторые вещи просто не отражают
  4. Некоторые основания поглощают все сигналы

Почему труба не похожа на трубу?

Георадарный разрез

  • запись георадара представляет собой псевдоизображение земли
  • локализованные функции становятся гиперболами (перевернутые буквы V)
  • георадар посылает сигналы в землю во всех направлениях
  • эхо наблюдается со всех сторон
  • Максимальное сближение (над целью) происходит на вершине V
  • форма перевернутой буквы V помогает определить точную глубину

Насколько глубоко может видеть георадар?

«Как глубоко вы можете видеть?» - это наиболее частый вопрос, который задают производители георадаров. Хотя физика хорошо известна, большинство людей, плохо знакомых с георадарами, не понимают, что существуют фундаментальные физические ограничения.

Многие думают, что проникновение георадаров ограничено приборами. В некоторой степени это верно, но глубина разведки в первую очередь определяется самим материалом, и никакие усовершенствования инструментов не преодолеют фундаментальные физические ограничения.

Что контролирует проникновение?

Радиоволны не проникают далеко через почву, камни и большинство искусственных материалов, таких как бетон. Об этом свидетельствует потеря радиоприема или связи с мобильным телефоном при движении автомобиля через туннель или в подземный гараж.

Тот факт, что георадар вообще работает, зависит от используемых очень чувствительных измерительных систем и особых обстоятельств. Радиоволны экспоненциально уменьшаются и вскоре становятся необнаруживаемыми в материалах, поглощающих энергию, как показано на рисунке 1.

Распад георадарных сигналов Рисунок 1: Георадарные сигналы экспоненциально затухают в почве и скале.

Коэффициент экспоненциального затухания a в первую очередь определяется способностью материала проводить электрические токи. В простых однородных материалах это обычно доминирующий фактор; таким образом, измерение электропроводности (или удельного сопротивления) определяет затухание.

В большинстве материалов энергия также теряется на рассеяние из-за изменчивости материала и присутствия воды. Вода имеет два эффекта; во-первых, вода содержит ионы, которые вносят вклад в объемную проводимость. Во-вторых, молекула воды поглощает электромагнитную энергию на высоких частотах, обычно превышающих 1000 МГц (точно такой же механизм, который объясняет, почему работают микроволновые печи).

Затухание увеличивается с увеличением частоты, как показано на Рисунке 2. В средах, которые поддаются георадарному зондированию, обычно есть плато на кривой зависимости затухания от частоты, которая определяет «окно георадара».

Рисунок 2: Затухание зависит от частоты возбуждения и материала. Это семейство графиков отображает общие тенденции. На низких частотах (1000 МГц) вода является сильным поглотителем энергии.

Могу ли я уменьшить частоту, чтобы улучшить проникновение?

Понижение частоты улучшает глубину исследования, поскольку затухание в первую очередь увеличивается с увеличением частоты. Однако по мере уменьшения частоты в игру вступают два других фундаментальных аспекта георадарных измерений.

Во-первых, уменьшение частоты приводит к потере разрешения. Во-вторых, если частота слишком низкая, электромагнитные поля больше не распространяются как волны, а рассеиваются, что является областью измерений индуктивных ЭМ или вихревых токов.

Почему я не могу просто увеличить мощность передатчика?

Увеличить глубину разведки можно за счет увеличения мощности передатчика. К сожалению, мощность должна увеличиваться экспоненциально, чтобы увеличить глубину исследования.

Глубина затухания Рисунок 3: Когда затухание ограничивает глубину разведки, мощность должна возрастать экспоненциально с глубиной.

На рисунке 3 показана относительная мощность, необходимая для зондирования на заданную глубину для ослаблений, изображенных на рисунке 1. Можно легко увидеть, что увеличение глубины разведки требует больших источников энергии.

Помимо практических ограничений, правительства регулируют уровень генерируемых радиоизлучений. Если сигналы передатчика георадара становятся слишком большими, они могут мешать работе других инструментов, телевизоров, радио и сотовых телефонов. (К сожалению, эти же самые распространенные устройства обычно являются ограничивающими источниками шума для георадаров!)

Могу ли я предсказать глубину исследования?

Да, при условии, что исследуемый материал известен электрически, доступно множество программ численных расчетов. Самый простой способ получить оценки глубины разведки - использовать анализ уравнения дальности действия радара (RRE). Имеется программное обеспечение для выполнения этих расчетов, и на эту тему есть множество статей. Основные концепции изображены на рисунке 4.

Радар-дальность Рисунок 4: Дальность действия радара, показанная здесь в виде блок-схемы, определяет распределение энергии и предоставляет средства оценки глубины разведки.

Анализ RRE очень эффективен для параметрических исследований и анализа чувствительности.

Радиолокационный диапазон слишком сложен!

Многие пользователи говорят, что RRE слишком сложен для повседневного использования. Если вам не нравится вдаваться в подробные расчеты, мы предлагаем использовать следующее более простое практическое правило для оценки глубины разведки.

D = 35 / метров

где - проводимость в мСм / м. Хотя это правило не так надежно, как RRE, оно весьма полезно во многих геологических условиях.

Еще более простой подход - использовать таблицу или диаграмму глубины разведки обычных материалов. Примерная диаграмма для распространенных материалов, с которыми встречается георадар, показана на рисунке 5.

Георадар-разведка-глубины Рисунок 5: Диаграмма глубины разведки распространенных материалов. Эти данные основаны на наблюдениях «в лучшем случае». Как показано на рисунке 9, сам по себе материал не является истинным показателем глубины разведки.

На рисунках 6, 7 и 8 показаны примеры, которые варьируются от глубокой до мелководной разведки. Тип материала можно увидеть для контроля глубины исследования. К сожалению, разведку не всегда можно предсказать, зная только материалы в районе исследования.

Гранит-данные Рисунок 6: Данные для массивного гранита - отражения представляют собой трещины. Данные о подстилке по мокрому песку Рисунок 7: Данные, показывающие напластование во влажных песчаных отложениях. Бочки во влажной глине Рисунок 8: Данные показывают реакцию бочек во влажной илистой глине.

На Рисунке 9 показан разрез, где геология в основном однородна, но глубина разведки сильно варьируется. Электропроводность поровой воды меняется, а геологический материал неизменен! В этом случае знание проводимости дает лучшее измерение глубины разведки, чем знание материала.

Песок-данные Рисунок 9: Георадарный разрез из песчаной обстановки. Глубина разведки определяется проводимостью поровой воды, а не песчаного материала. Выщелачивание загрязнителей со свалки приводит к изменению проводимости (и глубины разведки) в зависимости от положения.

Что создает отражения георадара?

Измерения с помощью георадара (GPR), такие как показанные на рисунке 1, обнаруживают отраженную или рассеянную энергию. На техническом жаргоне отражения создаются изменениями электромагнитного импеданса, связанными с изменениями свойств. К сожалению, многие пользователи георадаров не знакомы с более эзотерическими аспектами радиополей и свойств материалов.

Классические георадарные данные Рисунок 1: Классический набор данных, показывающий отражения от объектов, присутствующих в зоне исследования.

Какие свойства материала?

«Свойства материала» характеризуют физические свойства материала. Эти свойства варьируются от плотности, эластичности, пористости, теплопроводности, цвета, ткани и текстуры до множества других свойств. Важными физическими свойствами радиоволн являются диэлектрическая проницаемость, электрическая проводимость и магнитная проницаемость.

Георадар реагирует на изменения электрических и магнитных свойств. Люди естественным образом склонны характеризовать цель по ее визуальным или механическим свойствам (т.е. непосредственно воспринимаемым зрением, прикосновением и т. Д.). Часто существует корреляция между электрическими и другими физическими свойствами; следовательно, ответы GPR часто соответствуют предвзятым мнениям людей.

Почему так важны электрические свойства?

Электрические свойства управляют тем, как электромагнитные волны проходят через материал; диэлектрическая проницаемость в первую очередь контролирует скорость волны; а проводимость определяет затухание сигнала.

Отражения радара возникают, когда радиоволны сталкиваются с изменением скорости или затухания. Чем больше изменение свойств, тем больше отражается сигнал.

Многие концепции георадара заимствованы из оптики. Например, закон Снеллиуса описывает изгиб как световых лучей, так и радиоволн на границе между материалами, изображенной на рисунке 2. Изгиб (или преломление) зависит от изменения скорости волны между материалами.

Как и в оптике, радиоволны частично передаются и частично отражаются на границах, а коэффициент отражения Френеля описывает как световые, так и радарные волны.

Границы-отражения Рис. 2: Радиолокационные волны частично проходят и отражаются от границ. Лучи также меняют направление, пересекая границу.

Что такое коэффициенты Френеля?

Коэффициенты отражения Френеля определяют амплитуду отраженных и прошедших сигналов на границах. Отношение амплитуд отраженного сигнала к падающему - коэффициент отражения; отношение амплитуд прошедшего и падающего сигналов является коэффициентом передачи.

Коэффициенты отражения зависят от угла падения, поляризации падающего поля и контраста скоростей. На рисунке 3 показано изменение коэффициента отражения в зависимости от угла падения и поляризации для георадарной волны, падающей на уровень грунтовых вод, где может иметь место контраст скоростей 1.6: 1.

Поляризации 2-поляризации Рисунок 3: Амплитуда отраженных сигналов зависит от контраста скорости, направления падения и полярности. Изображены отражения для обеих поляризаций от уровня грунтовых вод.

Большинство ситуаций не так просты; размер и форма отражателя также важны. Пуристы утверждают, что размышления - это абстракции, а все ответы - это рассеянные ответы. Коэффициенты отражения Френеля неявно предполагают плоскую и очень обширную границу раздела. На самом деле это редко бывает правдой.

Как обрабатываются неправильные формы?

Некоторые общие источники радиолокационных откликов изображены на Рисунке 4. Неровные границы, локализованные особенности, длинные тонкие трубы и кабели встречаются гораздо чаще, чем плоская граница.

Георадарные цели Рисунок 4: Общие цели георадара могут иметь различную геометрию и пространственные масштабы.

Геометрия становится важной, когда геометрические размеры границ приближаются к размеру пространственного измерения радиолокационного сигнала (т.е. длины волны). Когда это происходит, цели должны рассматриваться как совокупность точек рассеяния, каждая из которых захватывает и повторно излучает часть падающего сигнала. Эти отдельные рассеиватели взаимодействуют друг с другом для увеличения или уменьшения повторно излучаемой энергии. Рассеиватели характеризуются своим радиолокационным поперечным сечением и коэффициентом обратного рассеяния.

Что такое поперечное сечение георадара и коэффициент обратного рассеяния?

Поперечное сечение является мерой эффективной площади, которую рассеиватель проецирует на путь падающего радиолокационного сигнала. Энергия падающего волнового фронта радара на единицу площади, умноженная на площадь поперечного сечения, определяет энергию, которую рассеиватель извлекает из падающей волны.

рассеивающий Рисунок 5: Иллюстрация площади поперечного сечения рассеяния и коэффициента обратного рассеяния. На (а) представлена ​​большая площадь, большая часть энергии направлена ​​назад. На рисунке (b) цель имеет небольшое поперечное сечение, и рассеянный сигнал не направляется обратно в приемник.

Сигнал с извлеченной энергией может поглощаться или повторно излучаться в любом направлении. Коэффициент усиления обратного рассеяния измеряет количество энергии, повторно излучаемой обратно в направлении падающего сигнала, как показано на рисунке 5.

Коэффициент усиления обратного рассеяния и площадь поперечного сечения либо вычисляются путем численного моделирования, либо измеряются для стандартных геометрических форм в лабораториях. Некоторые простые геометрические формы дают относительно компактные аналитические формулы усиления обратного рассеяния.

Площадь поперечного сечения является функцией истинного геометрического поперечного сечения объекта, а также разницы в электрических свойствах. Коэффициент усиления при обратном рассеянии в первую очередь определяется геометрическими атрибутами объекта.

Что все это значит?

Короче говоря, отклики радара зависят как от контраста физических свойств, так и от геометрии. Отклик шара, как показано на рисунке 6, иллюстрирует эту концепцию.

Сфера-рассеяние Рисунок 6: Рассеяние сферическим телом в зависимости от размеров сферы. Для маленькой сферы преобладает размер. Для большой сферы ответ приближается к плоской цели.

Для небольших объектов количество рассеянной энергии увеличивается в четвертой степени целевого измерения. Когда цель становится большой, отклик выходит на плато и приближается к таковому у плоской границы (т.е. коэффициент отражения Френеля). Между крайностями реакция будет колебаться из-за конструктивного и деструктивного вмешательства в цель.

Как выбрать частоту георадара?

Выбор частоты контролируется двумя требованиями съемки - глубиной исследования и длиной разрешения, как показано на рисунке 1. Длина разрешения указывает на способность однозначно идентифицировать близко расположенные цели. Более подробную информацию о продолжительности разрешения можно найти в январском 2003 г. EKKO_Update.

Разрешение по глубине Рисунок 1: Выбор частоты зависит от глубины исследования и разрешающей способности D Z.

Глубина исследования зависит от многих факторов, зависящих от объекта, наиболее важным из которых является скорость затухания сигнала в материале хозяина. Скорость затухания зависит от частоты георадара, как показано на рисунке 2.

Частота-затухание Рисунок 2: Затухание определяет глубину исследования. В идеальном материале плато затухания выше частоты перехода. В реальных условиях водное или объемное рассеяние приводит к увеличению затухания с увеличением частоты. Наличие высокочастотных потерь очень зависит от места установки.

В идеальном материале плато затухания на высокой частоте. В реальных материалах неоднородность и поглощение релаксации воды увеличивают затухание на высоких частотах. Потери на рассеяние, как показано на рисунке 3, происходят всегда. Уличный фонарь в тумане - хорошая аналогия. Капли воды рассеивают свет, что значительно снижает видимость (т.е. уменьшается проникновение света).

Рассеянный сигнал Рисунок 3: GPR-сигналы рассеиваются на небольших неоднородностях свойств материала, которые уменьшают передаваемый сигнал.

Длина разрешения изменяется пропорционально частоте георадара, поскольку полоса пропускания системы равна центральной частоте для импульсных или групповых георадаров, как показано на рисунке 4.

Пространственное разрешение Рисунок 4: Пространственное разрешение в зависимости от частоты. Скорость материала изменяет пространственное разрешение.

Рисунки 2 и 4 иллюстрируют дилемму: по мере увеличения частоты георадара разрешение увеличивается, но глубина исследования уменьшается. У компромиссного решения есть логичное, но не всегда однозначное решение.

График зависимости глубины разведки от частоты, как показано на рисунке 5, составляет основу этого обсуждения. Для простоты глубина исследования выбрана равной трем длинам затухания в материале. Длина затухания обратно пропорциональна скорости затухания и часто называется глубиной скин-слоя.

Георадар-разведка-глубина Рисунок 5: Глубина разведки (предполагается, что это три длины затухания) зависит от частоты. Уменьшение глубины исследования на высоких частотах ограничивает верхнюю практическую частоту георадара.

Как показано на рисунке 6, полоса пропускания георадара должна находиться между заштрихованными областями, где георадар не является подходящим методом (слишком большая дисперсия). Для максимального разрешения fc выбирается таким образом, чтобы верхний край полосы пропускания георадара касался кривой глубины исследования. В некоторых ситуациях можно выбрать диапазон разрешений и центральных частот (рис. 7), в то время как в некоторых ситуациях выбор практически отсутствует (рис. 8).

GPR-полоса пропускания Рисунок 6: В логарифмической шкале полоса пропускания георадара и, следовательно, разрешение увеличиваются и уменьшаются при изменении центральной частоты. Наивысшее разрешение (наименьшая длина разрешения) достигается, когда верхний край рамки полосы пропускания касается кривой глубины исследования на желаемой глубине исследования. Диапазон разрешений Рисунок 7: Частота георадара может быть размещена в любом месте незатененной области, как показано на рисунке. При уменьшении центральной частоты ширина полосы B уменьшается, что приводит к снижению разрешения. Частота без выбора Рисунок 8: В некоторых случаях нет выбора частоты, как показано здесь. По мере увеличения масштаба неоднородности граница высоких частот смещается ниже.

Ниже приводится упрощенный алгоритм, который можно закодировать в электронной таблице и использовать для оценки fc на основе этой логики. (a) Охарактеризуйте участок, оценив локальную относительную диэлектрическую проницаемость, K, низкочастотную проводимость, и масштаб неоднородности, L (типичная длина локальной изменчивости в материале-хозяине). (b) Рассчитайте глубину разведки (см. Рисунок 5).

Уравнение глубины исследования Сигма-мс

(c) Укажите желаемую глубину разведки D (должно быть меньше dplat). (d) Оценить высокочастотный предельный коэффициент для рассеяния

Бета-уравнение

(e) Оцените максимальное разрешение

Коэффициент разрешения

через

R-бета d-отношения

(f) Если R <1, георадар не подходит. (g) Если R> 1, то центральная частота георадара, которая дает наилучший компромисс между глубиной и длиной разрешения:

Центральная частота

Если хост очень влажный (высокое содержание воды> 5%), то fc следует ограничить до менее 1500 МГц, если вычисленное значение больше.

Примеры результатов

Эти результаты представляют собой верхний предел частоты. В этот простой анализ не включен тот факт, что мощность и чувствительность георадарной системы имеют тенденцию увеличиваться с уменьшением частоты. Использование несколько более низкой частоты, чем вычисленная, часто является разумным выбором.

Как извлечь скорость из гипербол?

Для точного определения глубины отражения в записи данных георадара необходимо знать, насколько быстро сигналы распространяются в исследуемом материале. Используются несколько методов, такие как CMP (обычная средняя точка), WARR (широкоугольное отражение и преломление), цель с известной глубиной, гиперболическая подгонка к локальной цели и согласование дифракционного хвоста.

Все эти методы требуют георадарных измерений вдоль траверса, геометрия которого изменяется контролируемым образом. Другими словами, расстояние до цели меняется так, что можно получить оценки скорости.

Георадарный траверс Рисунок 1: Траверс георадара должен быть перпендикулярен направлению проложения трубы или кабеля.

Для местоположения трубы и кабеля или, в примере Conquest с местоположением арматуры и кабелепровода, длинные линейные объекты являются локализованными целями, если георадарная система проходит перпендикулярно центру объекта (рис. 1). Чтобы оценить скорость, длина пути до объекта должна варьироваться.

Траверс-вид в плане Рис. 2: Вид сверху при взгляде на землю сверху. Траверса 1 перпендикулярна удару и оптимальна для определения скорости. Траверса 2 расположена под косым углом, а траверса 3 параллельна оси удара трубы. Данные переходов 2 и 3 не подходят для определения скорости.

Рисунок 2 иллюстрирует это на примере прямой трубы или кабеля. Для получения информации о скорости радарную систему необходимо перемещать перпендикулярно оси трубы или кабеля. Направление длинной оси обычно называют «направлением удара» или для краткости «ударом». Если георадар проходит перпендикулярно месту падения, расстояние от радиолокационной системы до трубы регулярно меняется. Перемещение параллельно простиранию трубы не приводит к изменению расстояния до трубы и, следовательно, к ровному, неизменяемому событию в записи георадара. На рисунках 3 и 4 показаны эти две крайности с использованием реальных данных из дренажной трубы на фермерском поле.

Глина-труба-перпендикулярная Рисунок 3: Данные георадара над глиняной дренажной трубой перпендикулярно направлению трубы (линия 1 на рисунке 8) Глина-труба-параллель Рисунок 4: Данные георадара по дренажной трубе из глины, параллельной направлению трубы (линия 3 на рисунке 8).

Георадарные разрезы отображают зависимость амплитуды сигнала от положения (обычно по горизонтальной оси обозначается как x) и времени (которое обычно является вертикальной осью, обозначаемой как T). Локальная цель имеет зависимость времени прохождения от положения, как показано на рисунке 5. Математическая форма - это гиперболическая форма (перевернутая буква U на разрезе георадара), связывающая пространственное положение (x) со временем прохождения (T). На рис. 6 показан отклик в поперечном сечении георадара при изменении целевой глубины, а на рис. 7 скорость изменяется для фиксированной глубины.

Время поездки Уравнение времени путешествия Рисунок 5: Взаимосвязь между положением георадара (x), глубиной объекта (d) и временем прохождения (T). To - время в пути, когда георадар находится прямо над объектом. Цели переменной глубины Рисунок 6: Схематические изменения отклика георадара при изменении глубины объекта для постоянной скорости. Цели с фиксированной глубиной Рисунок 7: Схематические изменения отклика георадара при изменении скорости для фиксированной глубины объекта.

Удобное средство интерпретации - визуально подогнать гиперболическую форму модели к данным георадара, как показано на рисунке 8. Если поместить верх модели (точка треугольника) над вершиной (верх перевернутой буквы U) в разделе данных, выберите «До». Регулировка формы модели для соответствия данным дает оценку скорости v. Комбинирование v и To дает оценку глубины до вершины цели.

Хорошая практика в полевых условиях предполагает несколько обходов объекта. Используйте только гиперболический фитинг на траверсе, которая дает самый крутой наклон плечам перевернутой буквы U. Такой подход гарантирует получение наиболее правильной скорости. Траверс, не перпендикулярный удару (линия 2 на рисунке 8), всегда будет давать скорость выше истинной, а глубина объекта будет казаться глубже, чем на самом деле.

DVL-гипербола-фитинг Рисунок 8: Пример подгонки формы к целевому отклику на экране DVL в полевых условиях. Эта функция является стандартной для систем Noggin, Conquest и pulseEKKO.

Вредны ли излучения георадара для моего здоровья?

Радиочастотные электромагнитные поля могут представлять опасность для здоровья, когда поля сильные. Нормальные поля широко изучались в течение последних 30 лет, но не было убедительной эпидемиологии, связывающей электромагнитные поля с проблемами здоровья. Подробное обсуждение этой темы содержится в ссылках и на веб-сайтах, перечисленных ниже.

Федеральная комиссия США по связи (FCC) и Управление по охране труда (OSHA) определяют допустимые уровни электромагнитных полей. Подобные уровни власти требуются соответствующими агентствами в других странах. Максимально допустимые воздействия и продолжительность, указанные FCC и OSHA, зависят от частоты возбуждения. Приведенная наименьшая пороговая эквивалентная мощность плоской волны составляет 0.2 мВт / см2 для населения в диапазоне частот от 30 до 300 МГц. Все другие приложения и частоты имеют более высокие допуски, как показано графически на рисунке 1.

Ограничения FCC Рисунок 1: Пределы FCC для максимальной допустимой экспозиции (MPE) эквивалентной плотности мощности плоской волны мВт / см2.

Все продукты Sensors & Software Inc. pulseEKKO, Noggin® и Conquest ™ обычно работают на расстоянии не менее 1 м от пользователя и, как таковые, классифицируются как «мобильные» устройства согласно FCC. Типичные уровни плотности мощности на расстоянии 1 м или более от любого продукта компании Sensors & Software Inc. составляют менее 10–3 мВт / см2, что в 200–10,000 XNUMX раз ниже установленных пределов. Таким образом, продукты компании Sensors & Software Inc. не представляют риска для здоровья и безопасности при использовании в соответствии с назначением.

Рекомендации

1. Вопросы и ответы о биологических эффектах и ​​потенциальных опасностях радиочастотного электромагнитного поля.

Федеральная комиссия по связи США, Управление инженерии и технологий

Бюллетень OET 56 (содержит множество ссылок и веб-сайтов)

2. Оценка соответствия рекомендациям Федеральной комиссии по связи для воздействия на человека радиочастотных электромагнитных полей.

Федеральная комиссия по связи США, Управление инженерии и технологий

Бюллетень OET 56 (содержит множество ссылок и веб-сайтов)

3. Положения Управления по охране труда и здоровья США, параграфы 1910.67 и 1910.263.

веб-сайты

https://transition.fcc.gov/oet/rfsafety/
https://www.osha.gov/SLTC/radiofrequencyradiation/

Будет ли мой георадар создавать помехи другим приборам, работающим поблизости?

Все правительства имеют правила в отношении уровня электромагнитного излучения, которое может излучать электронное устройство. Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что одно устройство или устройство не мешает работе любого другого устройства или устройства таким образом, чтобы сделать другое устройство нефункциональным.

Компания Sensors & Software Inc. всесторонне тестирует свои продукты для визуализации недр PulseEKKO, Noggin и Conquest, используя независимые профессиональные испытательные центры, и соблюдают последние нормы США, Канады, Европейского сообщества и других основных юрисдикций в отношении выбросов.

Приборы георадара считаются устройствами UWB (сверхширокополосной связи). Регулирующие режимы во всем мире разрабатывают новые правила для устройств СШП. Компания Sensors & Software Inc. поддерживает тесный контакт с регулирующими органами, помогая руководить разработкой стандартов и обеспечивая соответствие всей продукции. Вам следует постоянно следить за ссылкой «Новости» на нашем веб-сайте (www.senssoft.ca) для обновлений стандартов.

Электронные устройства не всегда создавались с учетом должной защиты. Если Георадарное оборудование находится в непосредственной близости от электронного устройства, могут возникнуть помехи. Хотя на сегодняшний день не было подтвержденных сообщений о помехах, если на соседних устройствах наблюдается какое-либо необычное поведение, проверьте, начинается ли и прекращается ли нарушение при включении и выключении георадара. Если вмешательство подтверждается, прекратите использование георадара.

В чем разница между системами георадара в частотной и временной области?

Георадары в частотной и временной области в принципе не отличаются и в идеальном мире будут давать одинаковые результаты. Причина, по которой существует два разных типа систем, проистекает из различных подходов к захвату широкополосных переходных сигналов, когда прямой захват с помощью электроники невозможен (аналого-цифровые преобразователи еще недостаточно быстры для большинства приложений георадара). В результате получается куча электронной чепухи, которая сбивает с толку неэлектронных специалистов.

В частотной области сигналы излучаются в виде синусоидальной волны. Отклик, когда частота синусоиды изменяется в заданной полосе пропускания, извлекается. Передаточная функция измеряется методами гетеродинирования или смешивания. Путем соответствующей обработки сигнала (преобразование Фурье) извлекается зависимость мощности эхо-сигнала от времени задержки. Эти методы реализации называются FM-CW и шаговыми частотными радарами.

Во временной области все частоты излучаются по существу в одно и то же время, и они конструктивно интерферируют, давая импульсы и напрямую создавая зависимость силы эха от информации о временной задержке прохождения. При захвате сигнала используется синхронное обнаружение сигнала. (Сигнал частотной области может быть синтезирован преобразованием Фурье сигнала временной области). Обычные названия для систем временной области - импульсные, базовые и СШП радары.

Каковы преимущества цифровой георадарной системы перед аналоговой системой?

Георадарные системы должны улавливать очень быстро изменяющиеся радиочастотные сигналы. Захват этих сигналов для анализа и интерпретации требует значительной степени сложных электронных устройств, обеспечивающих получение данных с высокой точностью.

Коммерческие георадары используют эквивалентную временную выборку (ETS) для захвата переходных радиоволн. ETS использует те же принципы, что и стробоскоп. В своей самой ранней форме аналоговая электронная схема была разработана для преобразования быстро меняющегося напряжения георадара в сигнал звуковой частоты, который можно было записать и отобразить.

Со временем георадарная технология захвата сигналов с помощью ETS претерпела значительные изменения. Ключевые изменения за последние 30 лет заключаются в следующем.
(а) Запись аналогового звукового частотного сигнала на аналоговые аудиомагнитофоны для воспроизведения.
(b) Оцифровка аналогового звукового частотного сигнала для записи данных на цифровую магнитную ленту или компьютерные диски. Компьютеры используются для воспроизведения и анализа.
(c) Исключение сцены для звуковых инструментов с прямым захватом цифрового сигнала на приемной антенне при сохранении той же синхронизации аналогового сигнала. Цифровые данные были записаны на цифровые носители.
(d) Оцифровка сигнала на приемной антенне с цифровым (компьютерным) управлением временем задержки. Записываются цифровые данные. Все аналоговые компоненты ETS удалены. Считается, что такие системы используют цифровую эквивалентную временную дискретизацию (DETS).

Ключевые преимущества DETS заключаются в следующем.

(а) Стабильность и точность синхронизации и амплитуды сигнала.
(b) Возможность использования схем цифровой компенсации для обеспечения линейности и калибровки временной развертки. (c) Сбор данных георадара по запросу без необходимости поддерживать работу аналоговой синхронизации.
(d) Удаление ступеней аналоговой фильтрации в цепях ETS звуковой части, которые могут отвлекать.
(e) Способность собирать пространственно синхронизированные данные (т. е. данные собираются в известном месте, инициированном пользователем или электронным позиционированием). Нет необходимости в резиновой ленте, чтобы исключить изменения скорости поворота.
(f) Возможность использования программируемого наложения в зависимости от времени задержки георадара.
(g) Возможность регистрировать различные диагностические данные с каждой трассой георадара.

Все георадарные системы датчиков и программного обеспечения используют DETS для обеспечения максимально возможного качества георадарных данных.

Какие преимущества Conquest предлагает для контроля бетона по сравнению с другими методами неразрушающего контроля?

По сравнению с рентгеновскими лучами:

  • GPR / Conquest не представляет опасности для здоровья, и такую ​​работу можно проводить в обычные рабочие часы. С рентгеновскими лучами работы должны выполняться, когда поблизости нет людей из-за опасности рассеянного излучения; обычно это означает работу после полуночи.
  • Персонал, занимающийся рентгенологическим сканированием, должен быть сертифицирован, и для работы потребуется несколько человек на месте, одни для настройки и эксплуатации аппарата, а другие - для предотвращения присутствия посторонних лиц. Conquest требует, чтобы один человек управлял им, и им нужно только понимать основную теорию георадара, чтобы интерпретировать результаты. Никакой официальной сертификации не требуется.
  • С помощью рентгеновских лучей вам нужен доступ к обеим сторонам плиты. С Conquest все сканирование можно выполнять с одной стороны.
  • Результаты захвата отображаются в режиме реального времени, рентгеновские лучи требуют проявления и анализа пленки в грузовике.
  • Глубина цели легко определяется с помощью Conquest, где рентгеновские лучи требуют некоторых расчетов и предположений, касающихся геометрии источника / цели.

По сравнению с счетчиками покрытия:

  • Conquest может проникать намного глубже, чем укрытия, которые обычно хороши до 5 дюймов максимум.
  • Измерители покрытия работают на магнитной индукции в металлических конструкциях в бетоне (например, арматуре) и не обнаруживают неметаллический трубопровод. Conquest может обнаруживать металлические и неметаллические конструкции.
  • Conquest может точно определять глубину до тех объектов, где измерители покрытия оценивают глубину с большой погрешностью.